PET瓶胚资料

1.PET瓶的應用與市場聚對苯二甲酸乙酯(PET)具有良好的機械物性(耐衝擊性、阻氣性、透明性、質輕)，一經特殊加工後可耐熱充填並可重覆使用，在寶特瓶市場佔有重要地位，也廣泛使用在包裝材料上。加工技術成熟與進步，PET應用由汽水瓶擴展到沙拉油瓶及熱充填果汁瓶，重覆使用式汽水瓶、多層容器等。因PET的安全性、阻氣性、透明度等因素，所以大多使用在食品容器類。此外要經受在室溫下至少1.5M高度的墜落耐壓衝擊測試。PET飲料罐具有重量輕、耐碎、可重覆利用性和很好的氣密性能，灌滿2公升PET飲料瓶比相類似的玻璃瓶輕24%，空瓶重量是同型號瓶的1/10，使其在從生產商到消費者的各環節中節省勞動力、能源和成本。2.PET料性介紹PET樹脂呈圓柱體，平行六面體或立方體的顆粒狀，體積介於3~4mm³。主要特性：1.為一半結晶產品。2.比重約為1.335。(視樹脂種類不同而定)3.玻璃轉移溫度(Tg)介於75~80℃之間。(視樹脂種類不同而定)4.結晶熔化溫度約為250℃(視樹脂種類不同而定)；射出料溫介於260~290℃之間。5.具有吸水性，儲存時必須特別注意防潮，在射出成型之前務必先有效乾燥除濕。6.在押出或射出的過程中乙醛會被釋放出來，殘留的乙醛會造成加工上的困難，加工時料溫越高越容易產生，成型的瓶胚乙醛含量須小於3.0ug/ℓ。乙醛會影響可樂和礦泉水的味道帶有酸味。乙醛的B.P在22℃左右，所以放置在室溫中會自然揮發。3.PET乾燥的必要性熔融狀態下的聚酯對水氣十分敏感。水氣會造成分子鏈在加工過程中斷裂(即水解)，分子鏈斷裂則會降低I.V.值，使PET的各項性質變差，I.V.值降低會使PET的結晶速度加速，造成瓶胚結晶的霧狀。4.PET乾燥條件使用除濕乾燥機必須下列條件：1.將空氣加熱到160-175℃×5~7hr。2.露點低於-40℃以下。3.良好的空氣循環以預熱到塑膠粒和帶走水蒸氣。4.乾燥時間約5小時且乾燥後的含水量必須低於0.005%(50ppm)。5.乾燥後的空氣流量維持在1ft³/ℓb/min.或3~3.7M3/kg/hr。5.瓶胚的模具設計注意1.PET的熔融溫度約在250℃，成形溫度為260℃~290℃較其它樹脂高，所以熱噴嘴、及歧管的加熱器必須有極高的容量，減少熱散發，絕熱設計不能忽略。2.PET的熔融黏度較其他樹脂低，對溫度有敏感性，溫度低於熔融點，則近乎固體而不能流動，所在澆口部溫度必須能正確調節。3.由於熔融黏度低，所以熱澆道零件組立必須達到完全不洩漏，滑動部份更不可以有洩漏發生。4.PET在120~180℃之間會熱結晶化而白化(球晶)狀，為防止此現象發生，必須以5℃~15℃的低溫模穴與心子急冷射出的高溫樹脂，此澆口的內外側大範圍溫度變化，必須正確維持。5.料管與射嘴與流道的塑料溫度控制是重要與精確的，溫度過高會分解，分子量降低及變色；溫度過低則成為半熔融樹脂，易於結晶化，射出易形成結晶白化。6.在吹製延伸過程中，會要求瓶胚澆口部外觀無缺陷且美觀，必須採用均一而安定的澆口方式。6.瓶胚成型製程條件要求PET瓶胚除了可用擠出成型製程外，大部分均用射出成型製作瓶胚。在整個瓶胚製程設備中，除了射出成型機，還包括熱澆道模具、酯粒除濕乾燥機、模具冷卻冰水機，瓶胚取出機械手臂、瓶胚輸送帶及射出環境控制空調除濕機等，而各個機具均是要配合射出機的作動，所以射出成型機扮演瓶胚製程中最重要的角色。一般射出成型機主要的製程控制參數有：(1)螺桿轉速，(2)射出壓力，(3)射出速度，(4)料管溫度，(5)射嘴溫度，(6)保壓，(7)拉鬆退，(8)開關模速度，(9)冷卻時間，(10)循環時間。每個參數均攸關射出產品的品質，因此參數的控制很重要，為達到良好的製程參數，所以射出機的性能需配合製程需要而加以設計。6-1.射出機成形條件1.料管的溫度設定260℃~290℃，PET瓶胚厚度公差汽水瓶0.10mm以內，油、水瓶在0.25mm以內。2.儲料速度宜快。3.射出速度中速以上。4.保壓壓力要中等。5.每模射出剩料以5mm-10mm，愈少愈佳。6.進行射出容量要求在注射量80%以下來射出。7.成品用偏光鏡檢查壓力線分佈平均，並適當調整成型資料。8.適度背壓調整能增加混色均勻與氣泡排出。6-2.瓶胚壓力線分佈平均均勻，適當的調整成型資料，有助成品吹拉過程中雙向延伸的均勻度比例。7.PET螺桿設計PET射出機的螺桿設計對瓶胚射出製程很重要，一般的螺桿用於PET的射出時品質較差，容易產生問題，所以PET射出機須有其專用的螺桿，因PET為熱敏感性材料，高溫時容易使分子鏈斷裂使分子量降低，產生乙醛，降低瓶胚的品質，而在料管內主要靠螺桿旋轉壓縮，使酯粒產生剪切熱而融化，若螺桿壓縮產生的剪切熱過大，則PET熱裂解就可能發生，所以PET射出螺桿須為低剪切設計，且能融化PET酯粒為目標。太高的壓縮比或太短的壓縮長度會造成大的剪切；而太低壓縮比的螺桿所產生的剪切熱不足，可能無法完全融化酯粒，使瓶胚結晶白霧化，且無法完全排除料管內的空氣，易使瓶胚產生氣泡。以下是螺桿設計參考：1.螺桿L/D=23~25，CR=2.3，射出壓力在1400~1800kg/cm²。2.射出嘴口宜大，降低射出剪切熱產生與應力平均分佈。3.料管溫度控制宜採用多段控制，增加料溫的穩定性。7-1.模具溫差設定1.熱流板(熱澆道)之溫度設定在280~300℃之間，於生產過程中視成品狀況再予以增減。2.母模靠近熱流板，可以一般冷卻水冷卻即可(以防帶走太多溫度)，必要時才以冷凍水冷卻，以增加製品的冷卻、定型。3.母模製品部份則以冷凍水冷卻，以加速製品的冷卻、定型。4.公模一律接冷凍水，其模具溫度不結露(冷凝)為原則，約12-20℃。5.綜觀模具周圍溫度宜保持在8~15℃之間，避免因結露現象而影響製品品質，故於夾模部份採封閉式之冷氣房方式，故可得到較佳品質的生產環境(亦較穩定)。6.模具水路配管使用高壓軟管防止高速高壓鬆脫之安全性。7-2.乾燥機與除濕乾燥機溫度設定1.PET塑料因吸水性強，故塑料須預先確實烘乾始能生產。2.保溫型乾燥機溫度170℃，時間5小時。3.除濕乾燥機溫度180℃，露點溫度必須在-30度和-40度之間。7-3.開機生產前瓶胚試模注意事項1.檢查機台與週邊配置。2.托模設定與定位固定中板與托模板。3.確認機台動作，再開料管溫度，啟動熱澆道，溫度到達後再開模穴點的溫度。(不會導致PET塑料過火)4.開模在公模部位噴離型劑，鎖模壓不用太高。5.射出確認料量是否夠，料量不足成品就不能成型。6.射出完後如要停久一點，先關熱澆道，再將料管內射完到底關電熱。7.冷凍機剛啟動溫度設定25~30℃，讓水在模內循環，順暢後檢視成品縮水狀況再降水溫。8.公模仁部位成品會白化，機台裝上除霧機可降低溫度，防止白化，冷卻時間可以縮短。9.未裝除霧機冷凍機溫度不可過低，冷卻時間要加長，防白化與縮水。7-4.停機注意事項1.料管內要射出到底無料，關電熱降低料管溫度，開模成品托下，不可過度冷卻會導致無法脫出成品。2.成品托落後馬上做防銹噴離型劑，再把熱澆道關掉，冷凍機溫度調到30℃，冷凍機連續運轉。3.冷凍機實際溫度30℃後再關冷凍機。4.防止塑料變黃，除濕乾燥機需降到100℃，不除濕只保溫。8.PET瓶的種類依裝填產品分類，可分為：1.水瓶：I.V.值約0.80，乙醛含量在2ppm以下。2.汽水瓶：I.V.值約0.85，乙醛含量在1ppm以下。3.熱充填瓶：I.V.值約0.75，乙醛含量無限制。※I.V.值較低，則射出溫度可較低，乙醛含量亦較低；但I.V.值高吹瓶較容易。9.PET瓶製造之問題點●Perform透明性不良●Perform溫度不均一●Perform壁厚不均●Perform底部脫落●瓶身變形一邊凹一邊凸●整個容器失去真空度●瓶蓋捲封後螺紋破裂●瓶口與瓶蓋間有異物產生●空瓶重量無統一標準●瓶口平整性●瓶真珠光澤白化●瓶透明性不良●瓶身薄●瓶壁厚薄邊●瓶底薄●瓶形狀無法得到10.瓶胚簡易檢驗10-1.瓶胚尺寸A.瓶口尺寸：內徑與外徑，螺牙尺寸，瓶口高度，瓶口頸部等。其公差必須依瓶口密封性測試訂之。B.瓶胚厚度：將瓶胚以對線剖後，對將毛邊清除乾淨後，在距離瓶口適當位置選點，測量厚度。C.瓶胚長度：瓶口至入膠處長度。D.瓶胚重量。E.瓶胚是否翹曲(Warpage)，測量其平直性。10.瓶胚簡易檢驗10-2.瓶胚外觀以目視及偏光鏡片，檢查瓶胚表面，若有下列情形，則判為不良品。A.氣泡：瓶胚內有微小氣泡。B.雲霧狀：瓶胚表面有結晶現象。C.點塊狀：材料解裂，塑化不完全或含有雜質。E.黃化：瓶胚黃化現象。F.結晶：瓶胚底部有結晶之白化現象。G.縮水：瓶口螺紋及瓶胚表面不平整。H.底部白化：瓶胚入膠口結晶化，其橫切面白化現象不可超過1/3。I.MeltFlow：瓶胚表面有流痕。J.水痕：模具有水凝結。K.針孔。L.拉絲。10.瓶胚簡易檢驗10-3.I.V.分子量以ASTMD2857測定是否Degradation(I.V.值下降必須在0.02以內)。10-4.偏心度計算公式：判定：onepiece及特殊瓶在0.15mm以下，圓形水瓶在0.4mm以下。11.PET瓶胚射出成型系統圖12.高產量PET瓶胚機(特殊配備)1.PET射出機使用雙迴路控制，利用同步複合動作達到縮短時間增加產能。2.3.熔融的塑料加速射入到模穴中並且冷卻迅速形成是一個可探討的課題。4.瓶胚的厚度影響冷卻時間長短，在於雙迴路系統中節省的時間有限。5.兩段式PET瓶胚射出機是將螺桿儲料與射出機構分離成上下裝置，動作也是，做複合動作的改良式射出。6.複合動作的機器的動力系統多比標準式的高，耗能高，購置成本高。